液压传动系统建模与仿真实验指导书.doc

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1、液压传动系统建模与仿真实验指导书天津农学院机电工程系2010年12月-6-一、液压传动系统建模与仿真实验1．实验目的学习搭建液压基本回路的方法。常用基本回路是用液压元件组成并能完成特定功能的典型回路，对于任何一种液压系统，不论其复杂程度如何，实际上都是由一些液压基本回路组成的。熟悉这些基本回路，对于了解整个液压系统会有较大的帮助。2．实验内容2.1学习并掌握FluidSIM-H软件的基本使用方法；2.2搭建液控单向阀的双向锁紧回路；多缸工作控制回路2.3组合机床动力滑台液压系统仿真。3．实验报告内容实验报告内容包括

2、：实验目的、实验内容、实验设备(填“计算机、FluidSIM-H软件”)、绘制实验基本回路和系统的结构原理图，并简述工作原理四项内容。附录：1、FuidSIM软件介绍FluidSIM软件由德国Festo公司Didactic教学部门和Paderborn大学联合开发，是专门用于液压与气压传动的教学软件，FuidSIM软件分两个软件，其中FluidSIM-H用于液压传动教学，而FluidSIM-P用于气压传动教学。。FluidSIM软件的主要特征是-6-1）CAD功能和仿真功能紧密联系在一起。FluidSIM软件符合DI

3、N电气—液压（气压）回路图绘制标准，CAD功能是专门针对流体而特殊设计的，例如在绘图过程中，FluidSIM软件将检查各元件之间连接是否可行。最重要的是可对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真，并有元件的状态图显示，这样就使回路图绘制和相应液压（气压）系统仿真相一致，从而能够在设计完回路后，验证设计的正确性，并演示回路动作过程。2）系统学习的概念。FluidSIM软件可用来自学、教学和多媒体教学液压（气压）技术知识。液压（气压）元件可以通过文本说明、图形以及介绍其工作原理的动画来描述；各种练习和教学影片讲授了重要回

4、路和液压（气压）元件的使用方法。3）可设计和液压气动回路相配套的电气控制回路。弥补了以前液压与气动教学中，学生只见液压（气压）回路不见电气回路，从而不明白各种开关和阀动作过程的弊病。电气－液压（气压）回路同时设计与仿真，提高学生对电气动、电液压的认识和实际应用能力。FluidSIM软件用户界面直观，采用类似画图软件似的图形操作界面，拖拉图标进行设计，面向对象设置参数，易于学习，用户可以很快地学会绘制电气—液压（气压）回路图，并对其进行仿真。2．FuidSIM软件在液压与气压传动课程多媒体教学中的应用2．1设计和仿真

5、液压（气压）回路由于FluidSIM-H和FluidSIM-P用户界面完全一致，操作类似，因此以FluidSIM-H软件为例来介绍。先看一下它的主界面，如图1。-6-图1FluidSIM-H软件主界面我们可以看到界面非常直观，元件库在左半部分，设计界面在右半部分，采取直接用鼠标从左边的元件库中拖拉液压元件放在右边的设计区进行设计，回路可以课前设计，也可在课堂上现场设计。界面上已经设计了一个液压回路，图中黑色线条为油管，主要液压元件为溢流阀（设计工作压力为5Mpa)、手动三位四通换向阀、卸荷阀（设计工作压力2Mpa）

6、、单作用液压缸、液压源（额定流量2l/min）和三个压力表，在设计的回路图旁边有一个状态图，显示单作用缸和卸荷阀的状态，那么我们现在点击界面上部的黑色三角型仿真按钮进行仿真，并用鼠标点动换向阀到左位，回路仿真过程中动态截屏如图2。-6-图2液压回路仿真图我们看到图中，深红色的线条为压力油，浅褐色线条为常压油，手动换向阀在左位，液压源压力超过卸荷阀的工作压力2Mpa，卸荷阀打开，液压油流入液压缸的左腔，液压缸的活塞杆目前已经运动到缸的最右端，速度为0，此时溢流阀也已经打开实现溢流定压，三个压力表显示的压力分别为：进油

7、腔压力5Mpa，回油腔压力0，液压源压力和溢流阀进口压力5Mpa。在回路右边的单双作用缸和换向阀的状态图中已经清晰的显示出单作用缸的工作行程和时间的关系、换向阀阀位和时间的关系。我们可以在任何过程中，暂停仿真过程，查看各个元件的状态和参数，如鼠标右键点击液压源和溢流阀符号，在右键菜单中选择“属性”，则显示对应元件当前的压力和流量参数，显示如图3，可看出液压源的流量全部流入溢流阀，液压源的压力由溢流阀调定。-6-1）液压源2）溢流阀图3液压元件工作参数通过这个回路的运动仿真和元件状态的实时显示，能够清晰的反映各元件在

8、回路的各个运动阶段的工作过程，加深学生对元件和回路原理的理解。2．2系统的补充液压知识软件本身自带了和液压传动有关的元件说明、插图、图片和影像，如我们右键点击上图的三位五通换向阀，在右键菜单中选择“图片”，则可显示此元件的图片，如图4；在右键菜单中选择“插图”，则显示此元件的插图，如图5；在右键菜单中选择“元件说明”，则显示此元件的技术说明，如图6。此软件有